Question

4．小華騎自行車下坡時，想到從斜面下滑物體的快慢與哪些因素有關(guān)呢？回家后她找來了小車、秒表、刻度尺和充當(dāng)斜面的木板進(jìn)行探究，如圖所示．首先對影響小車下滑快慢的因素作出以下猜想，猜想一：與小車的質(zhì)量有關(guān)；猜想二：與斜面的高度有關(guān)；猜想三：與斜面的長度有關(guān)．
（1）根據(jù)所學(xué)知識，斷定猜想二是正確的，依據(jù)是動能是重力勢能轉(zhuǎn)化而來的．
（2）為了驗(yàn)證猜想一，小華設(shè)計(jì)的方案是在小車內(nèi)放置不同數(shù)量的鉤碼，分別從斜面的頂端由靜止釋放，測出下滑的時間．小華測量的結(jié)果如下表，她懷疑第三次測量錯誤，于是重新測量并進(jìn)行了修正．你認(rèn)為小華第三次測量時間偏小的原因，除了秒表的使用和小車開始的位置不符合設(shè)計(jì)的要求外，還有一種在操作上存在的問題可能是小車未從靜止釋放或開始時人推了小車一下；經(jīng)過對修正后的數(shù)據(jù)分析，猜想一是錯誤（正確/錯誤）的．
（3）為了驗(yàn)證猜想三，小華設(shè)計(jì)的方案是將小車分別從距斜面底端不同距離處由靜止釋放，測出下滑的時間．她通過測量發(fā)現(xiàn)下滑的時間不同，于是得出猜想三是正確的．請對小華這一探究作出評價(jià)，指出她存在的兩個主要問題是①改變長度時，沒有控制高度一定；②路程不同，不能只通過時間比較運(yùn)動快慢．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4
小車內(nèi)放置鉤碼的質(zhì)量m/g	0	50	100	150
時間t/s	2.5	2.5	2.0	2.5

（4）接著小華又作出：“小車下滑的快慢還與斜面傾角有關(guān)”的猜想，你認(rèn)為她不需要（需要/不需要）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究．

Answer 1

分析 （1）掌握影響動能、勢能大小的因素，小車在下滑時將重力勢能轉(zhuǎn)化為動能．重力勢能的大小與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)．
（2）在讓小車下滑時，要注意使其由靜止滑下．若給出一個初速度，則會使下滑時間變短．
根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，分析小車速度與質(zhì)量的關(guān)系．因?yàn)樾≤囃ㄟ^的路程是相同的，可以根據(jù)時間的長短判斷速度的大小．
（3）注意控制變量法的應(yīng)用，根據(jù)速度公式知道所用時間的長短不僅速度有關(guān)，還與通過的路程有關(guān)．

解答 解：（1）猜想二：與斜面的高度有關(guān)．斜面的高度越大，同一物體的重力勢能越大，在下滑過程中轉(zhuǎn)化成的動能越大，速度越大．所以斷定猜想二是正確的．
（2）在實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)保證由靜止滑下，由表格中數(shù)據(jù)知，第三次下滑時間較短，可能是由于小車未從靜止釋放或開始時人推了小車一下．由表格中數(shù)據(jù)中，小車的質(zhì)量不同，但下滑時間相同，又因?yàn)樗��?jīng)過的路程相同，所以速度是相同的，因此說明猜想一是錯誤的．
（3）小華設(shè)計(jì)的方案是將小車分別從距斜面底端不同距離處由靜止釋放，在此過程中沒有控制高度一定，所以會造成時間的不同．同時根據(jù)t=$\frac{s}{v}$，路程也會影響所用時間的長短．
（4）由于斜面的高度和長度決定了斜面的傾角，所以不需要對這一猜想進(jìn)行探究．
故答案為：（1）動能是由重力勢能轉(zhuǎn)化而來的；
（2）小車未從靜止釋放或開始時人推了小車一下；錯誤；
（3）改變長度時，沒有控制高度一定；②路程不同，不能只通過時間比較運(yùn)動快慢；
（4）不需要．

點(diǎn)評 此題是探究從斜面下滑物體的快慢與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)考查了學(xué)生對控制變量法的應(yīng)用，同時考查了動能和勢能的轉(zhuǎn)化及根據(jù)數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力．